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Artemis计划是美国国家航空航天局(NASA)主导的一项雄心勃勃的月球探索计划,旨在2020年代重新将人类送上月球,并为未来的火星探索奠定基础。这个计划得名于希腊神话中的月亮女神阿耳忒弥斯(Artemis),她是阿波罗(Apollo)的孪生妹妹,这也象征着该计划是1960年代和1970年代阿波罗计划的延续和扩展。以下是对Artemis计划的详细介绍:

主要目标

1、 重返月球并首次由女性宇航员登月:重启载人登月任务,目标是到2025年将首位女性和下一位男性送上月球。
2、 探索月球南极区域:南极区域被认为有水冰存在,这对于未来的月球基地建设和资源利用至关重要。
3、 建立可持续的月球存在:通过建立月球基地和轨道前哨,展开长期探测和科研,以支持未来的火星任务。

关键组成部分

1、 Space Launch System (SLS)

  • 描述:SLS,又叫空间发射系统,是NASA为Artemis计划开发的新一代超级重型运载火箭,旨在发射载人飞船和大型货物到月球轨道。
  • 特性:具有强大的推力和载重能力,是目前美国超重型火箭的核心。

Space Launch System (SLS) 是由美国国家航空航天局(NASA)开发的一种超重型运载火箭,旨在将载人和货物送上深空任务,比如月球、火星等。目前,SLS 有几个不同的配置,分别为 Block 1 和未来的 Block 1B 以及 Block 2 配置。以下是详细技术参数:

Block 1

SLS Block 1
  • 总高度:约98米
  • 起飞重量:约2600吨
  • 起飞推力:约3950吨力
  • 有效载荷能力(低地球轨道,LEO):约95吨
  • 有效载荷能力(月球轨道,TLI):约27吨
SLS Block 1B
  • 总高度:约111.25米
  • 起飞重量:约2800吨
  • 起飞推力:约3950吨力
  • 有效载荷能力(低地球轨道,LEO):约105吨
  • 有效载荷能力(月球轨道,TLI):约38吨
SLS Block 2
  • 总高度:约111.25米
  • 起飞重量:约2900吨
  • 起飞推力:约4300吨力
  • 有效载荷能力(低地球轨道,LEO):约130吨
  • 有效载荷能力(月球轨道,TLI):约45吨

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2、 Orion猎户座宇宙飞船

  • 描述:Orion 宇宙飞船是由美国国家航空航天局(NASA)开发的深空载人飞行器,旨在支持未来的探索任务,包括月球和火星任务。Orion 是 Artemis 计划的重要组成部分,该计划旨在将人类重新送上月球,并为未来的火星探测奠定基础。
  • 特性:能够容纳宇航员并提供生命支持,计划用于载人登月任务以及未来的火星任务。
关键技术参数
  • 总高度(包括所有组件):约26米(约85英尺)。
  • 总质量(发射质量):约26吨。
  • 最大任务时长:约21天(无额外补给情况下)。
  • 最大续航距离:能执行深空任务,如月球轨道和火星前哨基地。
  • 承载能力:最多可容纳6名宇航员(一般任务配置为4名)。

任务示例

  • Artemis I 任务:无载人测试飞行,测试了 SLS 和 Orion 的组合性能。
  • Artemis II 任务:首次载人飞行,计划绕月飞行以验证其性能和安全性。
  • 未来任务:将与月球门户(Lunar Gateway)对接,支持长期月球任务和最终的火星探测任务。

3、 月球轨道前哨站 - Gateway

  • 描述
    月球轨道前哨站(Lunar Gateway)是美国国家航空航天局(NASA)计划建立的一个绕月轨道空间站,旨在支持持续的深空探索,特别是月球和火星任务。Gateway 是 Artemis 计划的关键组成部分,其功能和结构旨在为未来的空间探索提供一个持久的物流、科学研究和宇航员生活与工作的基地。
  • 特性:Gateway将充当深空交通枢纽,支持月球表面和深空探测任务。
  • 国际参与:由欧洲航天局(ESA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和加拿大航天局(CSA)协助建设。

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4、 人类着陆系统 (HLS)

  • 描述:HLS是将宇航员从Gateway送到月球表面的关键设备。SpaceX的Starship星舰目前被选为这一任务的执行载具。
  • 特性:能够携带宇航员登陆月球并返回Gateway。

5、 地面基础设施

  • 描述:包括发射台和指挥控制设施,用于支持SLS和Orion的发射和任务操作。

任务时间表

1、 Artemis I

  • 目标:无人绕月试飞,测试SLS和Orion系统的能力。
  • 预期时间:2021年
  • 实际时间:2022年

阿尔忒弥斯-1任务成功发射:2022年11月16日,阿尔忒弥斯-1任务搭载美国“空间发射系统”(SLS)火箭成功发射,这是该计划的首次无人试飞。任务中发射了包括猎户座-CM-002飞船在内的11个航天器,猎户座飞船能够到达月球、小行星、火星及其卫星等多个目的地,具有多用途、可重复使用的特点

阿尔忒弥斯-1

2、 Artemis II

  • 目标:阿尔忒弥斯II任务的主要目标是验证在载人状态下,猎户座飞船的所有系统在深空环境中是否按设计正常运作,为后续的阿尔忒弥斯III任务,即首次将女性和下一位男性宇航员送上月球表面的任务铺平道路
  • 预期时间:2024年1月9日NASA的简报会上宣布,原定于2024年11月执行的阿尔忒弥斯II任务已被推迟至2025年9月
  • NASA选择了公理太空(Axiom Space)为阿尔忒弥斯III任务开发现代宇航服,这套宇航服被称为公理舱外机动装置(AxEMU),原型已经在一次活动中展示

阿尔忒弥斯-2

3、 Artemis III

  • 目标:载人登月任务,计划将宇航员送到月球南极并实施登月行动。任务期间宇航员将在月球表面停留约一周进行科学实验。
  • 预期时间:2026年9月
  • 为阿尔忒弥斯II任务提供动力的4台RS-25发动机已经完成安装,并且已于2023年10月17日进行了第一次热火测试,测试中发动机全程点火550秒

阿尔忒弥斯-3

长期目标

1、 建立月球基地

  • 描述:计划在月球南极建立永久或半永久的研究设施,为宇航员提供长期居住和科研支持。
  • 目标:支持多领域的科学研究,包括天文学、地质学和资源利用。

2、 资源利用

  • 描述:研究和利用月球上的资源,如水冰,用于制氧和制造燃料。
  • 重要性:降低未来任务成本,增加任务可持续性和自主性。

3、 火星任务的准备

  • 描述:通过月球任务积累深空探测经验,验证技术和生命支持系统,为未来的载人火星任务做准备。
  • 远景:实现载人深空探测和火星定居。

国际合作

1、 合作伙伴:包括欧洲航天局(ESA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、加拿大航天局(CSA)和其他国际合作伙伴。

  • ESA:提供服务舱等关键部件。
  • JAXA:贡献航天技术和科学仪器。
  • CSA:提供机械臂等机器人技术。

Artemis计划作为一个多阶段、多国参与的综合性项目,在未来可能对人类深空探测产生深远影响,并推动月球乃至整个太阳系的科学研究和探索。


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